Egymástól tanuló mesterséges intelligenciák fedik fel agyunk valódi korát
A Nemzeti Agykutatási Program által támogatott kutatás eredményei megkönnyíthetik az időskori demencia előrejelzését. Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központ kutatóinak cikkét az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
 |
Hány éves az agya valójában? – a kérdés mintha egyenesen a Facebookról érkezett volna. A látszat azonban ezúttal csal: komoly kutatók foglalkoznak a témával – köztük a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont (TTK) munkatársai –, a válaszok pedig sokak időskorát tehetik élhetőbbé.
Agyunk az életünk során folyamatosan változik, fiatalkorunkban az agy hálózatainak szerkezete és működése egyre összehangoltabbá és kifinomultabbá válik, ahogy pedig öregedni kezdünk, ellenkező irányú folyamatok játszódnak le benne. A változások nemcsak az agy fizikai szerkezetében tapasztalhatók, hanem az egyes agyterületek működése közti összehangoltság mértékében is, amely az agyterületek között mérhető funkcionális kapcsolatok erősségének megváltozásával jól jellemezhető.
Kapcsolatok kora
E kapcsolatokat funkcionális mágneses rezonanciás képalkotással (fMRI) nagyszerűen lehet vizsgálni, és az eredmények megmutathatják, hogy a vizsgált agy kapcsolati mintázatának jellemzői mennyire felelnek meg a vizsgált személy valós életkorának. Ha az eltérés jelentős, az a kutatások szerint jól előre jelzi a kóros agyi öregedési folyamatokat, köztük a demenciát.
Márpedig igen fontos, hogy az efféle folyamatokra idejében fény derüljön, mivel a korai gyógyszeres beavatkozások és életmódváltás sokkal hatásosabb, mint a súlyosabb tünetek megjelenése utáni „tűzoltás”.
Az agyterületek működése közti kapcsolatok meglehetősen bonyolult hálózatot alkotnak, így egyáltalán nem nyilvánvaló, hogy milyen tulajdonságaik vannak kapcsolatban az életkorral. Kézenfekvő megoldásnak tűnt hát, hogy mesterséges intelligenciát vessenek be az elemzésére. A mélytanulásos (deep learning) rendszereket pedig éppen úgy be lehet tanítani az agyi kapcsolati hálózatok és az életkor közti összefüggésekre, mint például a kutyás és a macskás képek elkülönítésére. Vagyis egy mélytanulásos rendszer megfelelő számú egészséges agyról készült felvétel feldolgozása után „érezni” kezdi az agy korát, éppúgy, ahogy a másik példában a képen szereplő állat „kutyaságát” vagy „macskaságát”.
Tudásátadással a hatékonyabb tanulásért
Van azonban egy nagy eltérés a két helyzet között: míg a képfelismerés esetében a betanításhoz fotók millióit használhatják, a meglehetősen költségesen elkészíthető fMRI-felvételekből nagyságrendekkel kevesebb áll rendelkezésre. És ha ez még nem lenne elég, a különféle berendezéseken más és más beállításokkal készült fMRI-felvételek kapcsolati hálózatai annyira különböznek egymástól, hogy nem igazán lehet őket „összeönteni” és ezt az egységes adatbázist használni a mesterséges intelligencia betanítására.
Vidnyánszky Zoltán és a Nemzeti Agykutatási Program támogatásával működő kutatócsoportja a mélytanulásos rendszerek működési elvét felhasználva ügyes megoldást talált e probléma kiküszöbölésére. Az ilyen elven működő tanuló rendszerek ugyanis több egymásra épülő absztrakciós szinten dolgozzák fel a bemenet információit. Míg a legelső szinteken még sokat számítanak a bemenő adatok konkrét részletei, a felsőbb szinteken egyre elvontabb összefüggések jelennek meg a tanulás során. Így, például egy kutyákat és macskákat fotó alapján elkülönítő, betanított mélytanulásos rendszer alacsonyabb szintjei hatalmas eltérésekkel reagálnak egy csivava és egy bernáthegyi képére, de magasabb szinteken már egyértelműen a „kutyaság” dominál.
Vidnyánszkyék ötlete az volt, hogy az fMRI-felvételek egyszerű összeöntése helyett inkább a különféle mintákon betanított mesterséges intelligenciák magasabb absztrakciós szintjeinek adatait vegyék át. Abban reménykedtek, hogy így valamilyen mértékben képesek lesznek átvenni a mélytanulásos rendszerek „tudását”. Mintha – a fotók összeöntése helyett – a kizárólag fajtatiszta házikedvenceken megtanult „kutyaság” és „macskaság” fogalmait megalapozó belső, absztrakt adatokat átadhatnák egy másik tanuló rendszernek. Ez a másik rendszer pedig a keverék kutyákat ábrázoló képek vizsgálatát már az így átvett alaptudással kezdhetné.
Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központban működő kutatócsoport eljárása sikeresnek bizonyult, eredményüket nemrég az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
„Az eljárásunk segítségével 5 évvel sikerült javítani a funkcionális konnektivitáson alapuló agyéletkorbecslés átlagos pontosságát. Ezt úgy sikerült elérnünk, hogy felhasználtuk a korábban, más adatbázison elsajátított tudást a becsléshez használt mesterséges neurális hálózat tanítása során. Ezt a korábban tanult kapcsolati súlyok átvételével és finomhangolásával végeztük a hálózat megfelelő rétegeiben. Kutatási eredményeink megoldást szolgáltattak a különböző MRI-berendezéssel, mérési paraméterekkel és eltérő szempontok szerint beválogatott embercsoportokon gyűjtött adatbázisok közötti tudástranszferre” – mondta el Vidnyánszky Zoltán.
A módszer fontos előrelépést jelent a kóros agyi öregedés mesterséges intelligenciával történő hatékonyabb előrejelzésében. Emellett segítséget nyújthat olyan, idegrendszeri képalkotáson alapuló speciális diagnosztikai feladatok megoldásában, ahol kevés adat áll rendelkezésre a mesterséges intelligenciák tanításához. A kutatócsoport jövőbeli kutatásainak célja, hogy módszertani fejlesztéseik eredményeire építve kidolgozzanak egy multimodális, strukturális és funkcionális MRI-képalkotáson alapuló mesterséges intelligenciával támogatott eljárást a kóros agyi öregedés korai kiszűrésére és típusainak osztályozására.
A Vidnyánszky Zoltán által vezetett kutatócsoport munkájában kiemelkedő szerepet játszott két fiatal kutató, Meszlényi Regina és Vakli Pál. Az eredeti tanulmány itt érhető el.
Érdemes elolvasni az mta.hu egy korábbi cikkét is, mely részletesen bemutatja Vidnyánszkyék munkáját és az fMRI-mérésekben rejlő lehetőségeket.
A teljes cikk elérhető az mta.hu oldalon is, az alábbi címen:
hírek innen, onnan
53 milliárd okosmérőkre, 480 milliárd a megújuló energiaforrások integrálására
Új intézkedésekről ír a Magyar Közlöny a gazdaság-újraindítási és helyreállítási tervben.
Nem találtak magukra a techcégek eladási hullámában a tőzsdék
Vegyes hangulat volt a nemzetközi tőkepiacokon: a közel-keleti feszültségek valamelyest enyhültek, de az elmúlt napok technológiai...
Az ágyad minden este jó illatú lesz: Csak 3 hozzávalóra van szükséged ehhez a házi készítésű spray-hez
Nincs is kellemesebb érzés annál, mint amikor este frissen mosott, illatos ágyneműbe bújsz. A gond csak az, hogy a mosószer és az öblítő...
Felfüggeszti a Kormányhivatal a debreceni Semcorp tevékenységét
Felfüggeszti a Hajdú- Bihar Vármegyei Kormányhivatal környezetvédelmi hatósága, a lítiumion-akkumulátor-elválasztófilmet gyártó...
2026-ban 30 százalékkal bővülhet az új lakások száma
Idén az év egészében az új lakások száma 30 százalékkal 15 700-ra nőhet - mondta a Magyar Nemzeti Bank (MNB) ügyvezető igazgatója az...
Elvesztett egy fontos támogatót a Republikánus Párt
Nem támogatja a Republikánus Pártot a novemberi félidős választásokon Tucker Carlson amerikai konzervatív politikai kommentátor, a Fox...
Újranyit a Miskolctapolcai Barlangfürdő: már a dátum is megvan
Két évvel a pusztító tűzvész után ismét megnyitja kapuit a Miskolctapolcai Barlangfürdő: Tóth-Szántai József polgármester...
Portfolio: Hegedűs Zsolt egészségügyi miniszter a Tisztítótűzről posztolt, majd rendőrök jelentek meg a Semmelweis Egyetemnél
A miniszter bejegyzése és a rendőrségi akció között nincs hivatalosan megerősített kapcsolat.
4 meglepő dolog, amit a magas érzelmi intelligenciájú emberek gyakran csinálnak
Az érzelmi intelligencia nem feltétlenül nagy, látványos gesztusokban mutatkozik meg. Sokkal inkább abban, hogyan reagálunk nyomás alatt,...
A világbajnokság legfurcsább kiállítása nagyon eltörpül a horrorsérülést okozó játékos büntetése mellett - napi vb-körkép és átigazolási hírek
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb szerdai hírek a világbajnokságon, a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási...
Mire költhető a nyugdíjas Szép-kártya? Itt vannak a részletek, ezt lehet tudni előzetesen a nyugdíjas kártya juttatásról
Hideg élelmiszerre és gyógyszerre is költhető lehet a nyugdíjas Szép-kártya? Összegyűjtöttük, mit lehet tudni a Tisza-kormány...
Harry Potterék elvarázsolták Voksán Virágot – fotók
Harry Potter univerzumába látogatott Voksán Virág. A kétgyermekes édesanya a szentendrei Harry Potter: A kiállításon járt, amit...
Sport
Szörnyű tragédia miatt utazik haza a vb-ről a francia kapitány, lecsalózták a Barcelonát Madridból - napi vb-körkép és átigazolási hírek
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb keddi hírek a világbajnokságon, a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Örömünnep készül a Liverpool FC-nél, megegyeztek a világklasszissal
A PSG kiszállt a versenyből.
A horvátokat nem érdekli Modric ünneplése, kínzásról írnak a szomszédban
Hiába döntött rekordot Modric, a horvátok teljesen kiborultak az eredménytől.
Egyszerre három játékost tett ki a Ferencváros a keretből
Szinte biztosan távoznak.
Csokorba szedtük a foci-vb 10 legcsinosabb futballistafeleségét
A góloknak, az elemzéseknek is megvan a helye, de most nem erre koncentrálunk.
Mourinho rábólintott: a Real Madrid eladja sztárját a Liverpoolnak
Nem kell a portugál vezetőedzőnek.
Újpest: Váratlanul leállították az új stadion engedélyezését
Legfeljebb fél évre felfüggesztették az Újpest új stadionjának építési engedélyezési eljárását.
Totális lefejezés a kiesés után: A klubigazgató és több mint egycsapatnyi játékos is távozik a nagy múltú klubtól
A BEOL információi szerint lemondott a klubigazgató és a technikai vezető is, emellett több mint tíz játékos nem kezdte meg a felkészülést a játékosok közül.
Foci-vb: Kezdődik az utolsó forduló, extra sok meccs jön – A mai nap programja
Jön a világbajnokság eddigi legsűrűbb napja.
Tuchel olyan kérdést kapott a blama után, az angolok sajtófőnöke befejezni sem engedte az újságírónak
Terítékre került (volna) a Thomas Parteynak és a hidratációs szüneteknek jutó pfujolás is.
A foci-vb legőrültebb napja jön, több csapat sorsa is eldőlhet
A továbbjutási harc még szorosabbá vált a foci-vb-n. A csoportkör utolsó fordulója egyszerre hat mérkőzéssel és komoly tétekkel indul.
Bulvár
Brutális erővel esett egymásnak Lázár János és Vitézy Dávid, ilyen a politikai Mortal Kombat
Zseniális videó került fel az internetre.
„Köpködött, kártékony volt, és most pofátlanul visszajön tanítani” – keményen nekimentek az ELTE oktatói a volt államtitkárnak
Lapunknak a Fidesz-kormányok alatt ellenzékinek bélyegzett egyetem tanárai beszéltek arról, mivel szembesítették a tanszékre visszatérő adjunktust.
„Ne szépítsük: ez zuhanórepülés” – Gyárfás Tamás a börtöninterjúban beszélt a Fenyő-ügy perújításáról
Gyárfás Tamás szerint új tanúk és új dokumentumok mutatnak egy irányba a Fenyő-gyilkosság ügyében – erről beszélt az Indexnek adott börtöninterjújában a kecskeméti börtönben raboskodó volt médiavállalkoz
Itt a friss kormánybejelentés a Karmelitáról
A hét második felében ismét lehetőség nyílik arra, hogy az érdeklődők ellátogassanak a budai Várnegyed egyik legismertebb épületébe, a Karmelitába. A látogatási lehetőségről Vitézy Dávid közlekedési és be
Leállás jön az egészségügyben: orvoshoz és patikába sem tudsz menni ezen a napon
Egy teljes napig ügyeleti rendben működik majd a magyar egészségügy. Július elseje 2011 óta munkaszüneti nap Semmelweis Ignác emlékére.
Lázár: nem ördögtől való, Gulyás: elfogadhatatlan – képviselőket kérdeztünk a 12 éves mandátumkorlátozásról
A széttartó válaszokból az is kiderül, szétesőben van a kommunikációs fegyelem a tizenhat évig központi üzenetekkel operáló Fideszben.
Ismét lecsapott a kung-fu nyúl: a rendőrség figyelmeztetést adott ki
Jász-Nagykun-Szolnok vármegyében tarolt le egy biciklist egy vadnyúl. A rendőrség szerint súlyos következményei lehetnek az efféle vadbaleseteknek.
Újabb fordulatot vett a Szőlő utcai ügy - 4 milliós ajánlat, hangfelvétel és feljelentések
Újabb viharfelhők gyülekeznek a Szőlő utcai ügy körül. Magyar Márton feljelentést tesz, de Bangó Sándor sem hagyja magát.
Óriási hír jött a nyugdíjasoknak. A kormány változtat az öregségi nyugdíj legkisebb összegén is
Fontos változásokra készülnek a a Szociális és Családügyi Minisztériumban. Erre a tárca parlamenti államtitkára tett ígéretet.
51 évesen Svájcban él az RTL egykori műsorvezetőnője: mesés helyre költözött a családjával Valkó Eszter
Valkó Eszter és férje előbb Hollandiában, most pedig Svájcban telepedtek le, ide már kisfiukkal költöztek.
„Csak szűzmária vagy ribanc létezik” – Miért hiszi sok férfi, hogy a nők nem élvezik a szexet?
A férfiak fejében számtalan tévhit kering a nőkről, és az egyik legelterjedtebb az, hogy a nők nem élvezik a szexet. Egy pszichológus segítségével vizsgáljuk meg ennek az elképzelésnek az okait.
4,4-es földrengés volt – utórengések várhatók
Erős földrengést regisztráltak kedden El Salvador csendes-óceáni partvidékén. A Richter-skála szerint 4,4-es magnitúdójú földmozgás helyi idő szerint a hajnali órákban történt a partoktól nem messze, az ország
blogmorzsák
Nightjettel három mérnöki csodán át
A Firenze-Bécs Nightjet három világhírű, három különböző évszázadban, évtizedeken át épült pályaszakaszt érintett, melyek mind a vasútépítők teljesítményét hirdetik.
Mitől lesz emlékezetes egy regény?
Nem elsősorban a dramaturgia, az izgalmas cselekmény vagy szerethető karakterek miatt.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Tatabányát is érinti a vonatok késése
- Négy emeletes toronnyal is megújult a tatabányai könyvtár
- A tatabányaiak dönthetnek a különböző városi elismerések kiosztásáról
- Ideiglenes erdőlátogatási tilalmat rendeltek el Tatabányán és környékén
- A sportban is összefogtak a tatabányai leukémiás Horváth Márkért
- Figyelem! Látogatási tilalom a Szent Borbála Kórházban!
- Tatabányát is érintő menetrend változások lesznek a MÁV-nál
- Az M1-es autópályán augusztusig nehezebb lesz közlekedni felújítás miatt
- Ezért lesz hónapokig dugó Tatabányán
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
